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KR102224443B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR102224443B1
KR102224443B1 KR1020140177865A KR20140177865A KR102224443B1 KR 102224443 B1 KR102224443 B1 KR 102224443B1 KR 1020140177865 A KR1020140177865 A KR 1020140177865A KR 20140177865 A KR20140177865 A KR 20140177865A KR 102224443 B1 KR102224443 B1 KR 102224443B1
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KR
South Korea
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sealant
group
alignment layer
carbon atoms
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김성진
박현정
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엘지디스플레이 주식회사
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Priority to US15/418,450 priority patent/US10216045B2/en
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Abstract

본 발명은 서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비된 액정층; 상기 액정층의 초기 배향을 위해서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 하나의 기판에 구비된 배향막; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 가장자리에 형성되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착시키는 씰런트를 포함하여 이루어지고, 상기 씰런트는 디엔 화합물을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.

Description

액정 표시 장치{Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 하부 기판과 상부 기판을 접착시키는 씰런트에 관한 것이다.
액정표시장치는 하부기판, 상부기판, 및 상기 양 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되며, 전계 인가 유무에 따라 액정층의 배열 상태가 변경되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다.
이하, 도면을 참조로 종래의 액정 표시 장치에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 액정 표시 장치는, 상부 기판(10), 하부 기판(20), 액정층(30), 및 씰런트(40)를 포함하여 이루어진다.
구체적으로 도시하지는 않았지만, 상기 상부 기판(10) 상에는 블랙 매트릭스와 컬러 필터가 형성되어 있고, 상기 하부 기판(20) 상에는 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성되어 있다.
상기 액정층(30)은 상기 상부 기판(10)과 상기 하부 기판(20) 사이에 형성되어 있다. 상기 액정층(30)의 초기 배향을 위해서 상기 액정층(30)과 접하는 면에는 배향막(12, 22)이 형성되어 있다. 즉, 상기 상부 기판(10)의 하면에 상부 배향막(12)이 형성되어 있고 상기 하부 기판(20)의 상면에 하부 배향막(22)이 형성되어 있다.
상기 씰런트(40)는 상기 상부 기판(10)과 상기 하부 기판(20)의 가장 자리에 형성되어 있다. 상기 씰런트(40)는 상기 상부 기판(10)과 상기 하부 기판(20) 사이를 접착시켜 상기 액정층(30)이 외부로 누출되지 않도록 한다. 따라서, 상기 씰런트(40)는 상기 상부 기판(10)과 상기 하부 기판(20) 사이를 접착시키기 위한 접착제 성분을 주성분으로 포함하고 있다.
최근에는 수요자의 다양한 요구에 부응하기 위해서 액정 표시 장치의 디자인을 새롭게 하는 시도가 꾸준히 이루어지고 있고, 그 일환으로 액정 표시 장치의 베젤(bezel) 폭을 줄이는 시도가 있다. 액정 표시 장치의 베젤 폭을 줄이기 되면 화상이 표시되는 표시 면이 확대되는 장점이 있다. 이와 같이 베젤 폭을 줄이기 위해서는 상기 씰런트(40)가 상기 배향막(12, 22)과 접하는 영역이 증가될 수 있다. 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
베젤 폭이 큰 경우에는, 상기 상부 기판(10)의 끝단과 상기 상부 배향막(12)의 끝단 사이의 간격을 넓힐 수 있기 때문에 상기 씰런트(40)를 상기 상부 배향막(12)과 접하지 않게 형성할 수 있고, 또한 상기 하부 기판(20)의 끝단과 상기 하부 배향막(22)의 끝단 사이의 간격을 넓힐 수 있기 때문에 상기 씰런트(40)를 상기 하부 배향막(22)과 접하지 않게 형성할 수 있다.
그에 반하여, 베젤 폭이 작은 경우에는, 상기 상부 기판(10)의 끝단과 상기 상부 배향막(12)의 끝단 사이의 간격을 줄여야 하기 때문에 상기 씰런트(40)를 상기 상부 배향막(12)과 접하지 않게 형성하기 어렵고, 또한 상기 하부 기판(20)의 끝단과 상기 하부 배향막(22)의 끝단 사이의 간격도 줄여야 하기 때문에 상기 씰런트(40)를 상기 하부 배향막(22)과 접하지 않게 형성하기 어렵다. 따라서, 도시된 바와 같이 상기 씰런트(40)가 상기 배향막(12, 22)과 접하게 된다.
그러나, 이와 같이 베젤 폭을 줄이기 위해서 씰런트(40)를 상기 배향막(12, 22)과 접하게 형성할 경우에는 상기 씰런트(40)를 상기 배향막(12, 22)과 접하지 않게 형성하는 경우에 비하여 상기 상부 기판(10)과 상기 하부 기판(20) 사이의 접착력이 떨어지는 문제가 있었다.
씰런트와 배향막이 접하게 될 경우 상부 기판과 하부 기판 사이의 접착력이 떨어지게 되므로, 상부 기판과 하부 기판 사이의 접착력을 향상시키기 위해서는 씰런트를 배향막과 접하지 않도록 하는 방안과 씰런트와 배향막 사이의 결합력을 향상시키는 방안이 있다.
상기 씰런트를 배향막과 접하지 않도록 하는 방안은 베젤 폭의 증가를 수반하기 때문에 최근의 수요자 요구에 부응하기 어렵다. 따라서, 본 발명은 베젤 폭을 줄이면서도 상부 기판과 하부 기판 사이의 접착력을 향상시키기 위해서 씰런트와 배향막 사이의 결합력을 향상시키는 방안을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비된 액정층; 상기 액정층의 초기 배향을 위해서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 하나의 기판에 구비된 배향막; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 가장자리에 위치하며 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착시키는 씰런트를 포함하여 이루어지고, 상기 씰런트는 디엔 화합물을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 씰런트에 디엔 화합물이 포함됨으로써 디엔 화합물이 배향막과 화학 결합을 할 수 있어 씰런트와 배향막 사이의 결합력을 향상시킨다. 따라서, 제1 기판과 제2 기판 사이의 접착력이 향상될 수 있다.
또한, 씰런트와 배향막을 서로 접촉하도록 구성함으로써, 베젤 폭을 줄일 수 있으므로 화상의 표시화면이 증가된 표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 씰런트와 배향막 사이의 화학결합 모습을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
본 발명자들은 씰런트와 배향막 사이의 결합력을 향상시키기 위해서 씰런트와 배향막이 서로 접하는 접촉면에서 씰런트와 배향막 사이에 화학 결합을 일으키는 방안에 대해서 연구하여 본 발명을 완성하였다. 이하에서 구체적으로 설명하기로 한다.
씰런트는 도포 공정 이후 경화 공정을 통해서 최종 패턴이 완성되므로 씰런트를 경화하는 공정에서 씰런트와 배향막 사이에 화학 결합을 일으키는 방법을 적용하여 씰런트와 배향막 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다. 다시 말하면, 씰런트는 UV 경화와 열 경화 공정을 거치게 되므로, 본 발명에서는 씰런트와 배향막 사이의 결합력을 향상시키기 위해서 씰런트의 경화 공정에서 씰런트와 배향막의 화학 결합을 일으키는 방법을 적용한다. 배향막은 모노머를 중합하여 제조된 폴리이미드로 이루어지는데 일반적으로 모노머가 폴리 이미드로 100% 중합되지 못하고 중합되지 못한 중간산물은 배향막의 표면에 남아있다. 따라서, 중간산물과 화학 결합할 수 있는 성분을 씰런트에 포함시킬 경우 배향막의 중간산물이 씰런트에 포함된 성분과 화학 결합함으로써, 배향막과 씰런트와의 결합력을 향상시킬 수 있다.
배향막의 성분인 폴리이미드를 제조하는 공정 중에는 아미드산(amic acid)이라는 중간산물이 생성된다. 따라서, 배향막에는 폴리이미드와 아미드산이 함께 포함되어 있다. 한편, 아미드산에는 COOH(카르복실기)의 작용기가 포함되어 있는데, COOH의 작용기와 에폭시기는 씰런트 경화 시의 UV조사에 의해 서로 화학 결합할 수 있음을 인식하였다. 따라서, 에폭시기를 씰런트 성분으로 포함시키고 UV에 의해 씰런트를 경화시키면 씰런트에 포함된 에폭시기와 배향막에 포함된 COOH기에 의한 화학결합에 의해 씰런트와 배향막 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 씰런트와 배향막 사이의 화학결합된 모습을 도시한 것이다. 도 2에서 알 수 있듯이, 에폭시기를 씰런트에 포함시키면 배향막에 포함된 아미드산의 COOH기와 씰런트에 포함된 에폭시기가 씰런트 경화 시의 UV조사에 의해 서로 화학결합을 일으켜 씰런트와 배향막의 접촉면에 COO 결합인 화학 결합이 생성된다. 따라서, 씰런트에 에폭시기를 포함시키고 씰런트에 UV조사 공정을 수행하게 되면 씰런트와 배향막 사이의 화학 결합인 COO 결합(에스테르 결합)이 생성되므로, 씰런트와 배향막 사이의 결합력이 향상될 수 있다. 씰런트와 배향막 사이의 결합력이 향상되므로, 씰런트와 배향막을 서로 접하게 형성하는 것이 가능하고, 베젤 폭을 줄일 수 있다.
한편, 배향막에 남아있는 중간산물의 성분이 배향막의 형성공정에 따라 변경된다는 사실을 추가로 확인하였다. 즉, 앞서 설명한 아미드산(amic acid)은 러빙 배향 공정으로 배향막을 형성한 경우에 배향막에 잔존하게 되는 것이다. UV 배향 공정으로 배향막을 형성하게 되면 이미드화율이 증가되어 배향막에 잔존하는 아미드산의 COOH가 줄어들게 된다. 따라서, 전술한 바와 같이 에폭시기를 씰런트에 추가한다 하여도 씰런트와 배향막 사이의 결합력이 향상되지 않음을 확인하였다. 따라서, UV 배향 공정으로 배향막을 형성할 경우에 배향막에 잔존하는 성분에 대해서 추가 연구를 수행하였다.
UV 배향막을 적용할 경우에는 잔상의 문제를 해결하기 위해서 배향막의 성분인 폴리이미드의 이미드화율을 증가시키게 된다. 이와 같이 폴리이미드의 이미드화율을 증가시키게 되면 전술한 바와 같이 배향막 내에 잔존하는 아미드산이 줄어들게 된다. 그 대신에 UV 배향을 위해서 폴리이미드에 UV를 조사하게 되면 폴리이미드 내의 결합이 깨지면서 배향막 표면에 말레이미드(maleimide) 작용기가 존재함을 확인하였다. 따라서, 씰런트와 배향막 사이의 결합력을 향상시키기 위해서 말레이미드 작용기와 화학 결합할 수 있는 성분을 씰런트에 포함시키는 것이 바람직하다.
본 발명자는 말레이미드 작용기와 화학 결합할 수 있으며, 씰런트에 포함시킬 수 있는 성분에 대해서 연구한 결과 디엔(diene) 화합물이 말레이미드 작용기와 화학 결합하면서도 씰런트의 성분으로 적용될 수 있음을 확인하였고 특히 아래 화학식 1로 표현되는 디엔(diene) 화합물이 씰런트의 성분으로 적합함을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.
화학식 1
Figure 112014120310602-pat00001
위의 화학식 1에서, R1, R2, 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원소, 페닐기(phenyl group), 탄소수 1 내지 9의 알킬기(alkyl group), 탄소수 1 내지 9의 알콕시기(alkoxy group), 탄소수 2 내지 4의 비닐기(vinyl group), 및 탄소수 2 내지 4의 아세틸기(acetyl group)로 이루어진 그룹에서 선택되고, R4는 페닐기, 탄소수 1 내지 9의 알킬기, 탄소수 1 내지 9의 알콕시기, 탄소수 2 내지 4의 비닐기, 및 탄소수 2 내지 4의 아세틸기로 이루어진 그룹에서 선택된다.
위의 화학식 1로 표현되는 디엔 화합물은 아래 화학식 2로 표현되는 말레이미드 작용기와 아래 반응식 1로 표현되는 반응을 통해 화학 결합할 수 있다.
화학식 2
Figure 112014120310602-pat00002
위의 화학식 2에서, R5는 수소, 할로겐 원소, 페닐기, 탄소수 1 내지 9의 알킬기, 탄소수 1 내지 9의 알콕시기, 탄소수 2 내지 4의 비닐기, 및 탄소수 2 내지 4의 아세틸기로 이루어진 그룹에서 선택되고, R6 및 R7은 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기로 이루어진 군에서 선택된다.
반응식 1
Figure 112014120310602-pat00003
위의 반응식 1에서 알 수 있듯이, 화학식 1로 표현되는 디엔 화합물에 씰런트 경화를 위해 UV를 조사하면 화학식 4로 표현되는 화합물이 생성되고, 화학식 4로 표현되는 화합물은 화학식 2로 표현되는 말레이미드 작용기와 화학 결합하여 화학식 3으로 표현되는 화합물이 생성된다. 따라서, 화학식 3으로 표현되는 화합물이 씰런트와 배향막의 접촉면에 존재하게 되어 씰런트와 배향막 사이의 결합력이 향상될 수 있다.
위의 화학식 3에서, R1, R2, R3, 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원소, 페닐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 탄소수 2 내지 4의 비닐기, 및 탄소수 2 내지 4의 아세틸기로 이루어진 그룹에서 선택되고, R4는 페닐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 탄소수 2 내지 4의 비닐기, 및 탄소수 2 내지 4의 아세틸기로 이루어진 그룹에서 선택되고, R6 및 R7은 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기로 이루어진 군에서 선택된다.
한편, 배향막과 화학 결합하는 것만으로는 씰런트 성분으로 적합하다고 단정할 수 없다. 왜냐하면, 위의 반응식 1에서 화학식 1로 표현되는 디엔 화합물에 씰런트를 경화하기 위해 조사되는 UV에 의해서 UV 배향막인 폴리이미드가 반응하여 폴리이미드 결합이 깨지게 되면 이미 완성된 UV 배향막의 배향 방향이 다시 흐트러지게 되기 때문이다.
따라서, 상기 씰런트의 성분으로는 배향막에 포함된 폴리이미드 결합이 깨지지 않는 파장 범위에서 화학 결합을 일으킬 수 있는 물질을 적용해야 하는 것이며, 상기 화학식 1로 표현되는 디엔 화합물은 이와 같은 조건까지 만족하는 것을 최종 확인하여 본 발명을 완성하게 된 것이다.
즉, 배향막인 폴리이미드에 대한 광배향 공정은 240 내지 254 nm 파장 대의 UV를 조사하여 수행하는 반면에, 상기 화학식 1로 표현되는 씰런트에 포함된 디엔 화합물은 300 내지 420nm 파장 대에서 조사하여 상기 반응식 1의 화학식 4로 표현되는 화합물이 생성된다. 다시 말하면, 배향막의 성분인 폴리이미드는 300 내지 420nm 파장 대에서 반응을 일으키지 않으므로 UV 조사에 의한 배향막의 손상을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판(100), 제2 기판(200), 액정층(300), 및 씰런트(400)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 기판(100)은 액정 표시 장치의 상부 기판을 구성할 수 있다. 상기 제1 기판(100) 상에는, 보다 구체적으로 상기 제2 기판(200)과 마주하는 상기 제1 기판(100)의 하면 상에는 차광 패턴(120), 컬러 필터(140), 오버 코트층(160), 및 제1 배향막(180)이 형성되어 있다.
상기 차광 패턴(120)은 상기 제1 기판(100)의 하면 상에 형성되어 있다. 상기 차광 패턴(120)은 화소 영역 이외의 영역으로 광이 누설되는 것을 차단하는 역할을 한다. 이와 같은 차광 패턴(120)은 매트릭스 구조로 형성되어 있으며, 차광 패턴(120) 사이 영역이 화소 영역을 구성하게 된다.
상기 컬러 필터(140)는 상기 제1 기판(100)의 하면 상에 형성되어 있다. 상기 컬러 필터(140)는 상기 차광 패턴(120) 사이 영역에 형성되어 있다. 이와 같은 컬러 필터(140)는 복수의 화소 별로 형성된 적색(R) 컬러 필터, 녹색(G) 컬러 필터, 및 청색(B) 컬러 필터를 포함한다.
상기 오버 코트층(160)은 상기 차광패턴(120) 및 상기 컬러 필터(140)의 하면 상에 형성된다. 상기 오버 코트층(160)은 상기 제1 기판(100)의 하면을 평탄화시킨다.
상기 제1 배향막(180)은 상기 오버 코트층(160)의 하면 상에 형성되어 상기 액정층(300)의 배향방향을 결정한다. 상기 제1 배향막(180)은 폴리이미드를 포함하여 이루어진다. 상기 제1 배향막(180)은 러빙 배향 공정으로 형성될 수도 있고 UV 배향 공정으로 형성될 수도 있다.
상기 제1 배향막(180)이 러빙 배향 공정으로 형성될 경우에는 전술한 바와 같이 중간산물인 아미드산을 포함하고 있으며, 그에 따라 상기 제1 배향막(180)의 하면에 아미드산의 COOH 작용기가 함유되어 있다.
상기 제1 배향막(180)이 UV 배향 공정으로 형성될 경우에는 전술한 바와 같이 중간산물인 아미드산의 함유량이 줄어들고 그 대신에 UV 조사에 의해 폴리이미드 내의 결합이 깨지면서 상기 제1 배향막(180)의 하면에 전술한 화학식 2로 표현되는 말레이미드 작용기가 함유되어 있다.
상기 제2 기판(200)은 액정 표시 장치의 하부 기판을 구성할 수 있다. 상기 제2 기판(200) 상에는, 구체적으로 상기 제1 기판(100)과 마주하는 상기 제2 기판(200)의 상면 상에는 박막 트랜지스터(T), 화소 전극(250), 공통 전극(260), 및 제2 배향막(280)이 형성되어 있다.
보다 구체적으로, 상기 제2 기판(200)의 상면 상에는 게이트 전극(G), 게이트 절연막(220), 액티브층(A), 소스 전극(S)/드레인 전극(D), 패시베이션막(230), 평탄화막(240), 화소 전극(250), 공통 전극(260), 및 제2 배향막(280)이 형성되어 있다.
상기 게이트 전극(G)은 상기 제2 기판(200) 상에 형성되어 있다.
상기 게이트 절연막(220)은 상기 게이트 전극(G) 상에 형성되어 상기 게이트 전극(G)과 상기 액티브층(A) 사이를 절연시킨다.
상기 액티브층(A)은 상기 게이트 절연막(220) 상에 형성되어 있다.
상기 소스 전극(S)은 상기 액티브층(A)의 일측 상에 형성되어 있고, 상기 드레인 전극(D)은 상기 액티브층(A)의 타측 상에 형성되어 있다.
상기 패시베이션막(230)은 상기 소스 전극(S)과 상기 드레인 전극(D) 상에 형성되어 상기 소스 전극(S)과 상기 드레인 전극(D)을 보호한다.
상기 평탄화막(240)은 상기 패시베이션막(230) 상에 형성되어 상기 제2 기판(200)의 상면을 평탄화시킨다.
상기 박막 트랜지스터(T)는 게이트 전극(G), 액티브층(A), 소스 전극(S), 및 드레인 전극(D)을 포함하여 이루어진다. 도 3에는 상기 게이트 전극(G)이 상기 액티브층(A)의 아래에 배치되는 보텀 게이트(Bottom gate) 구조의 박막 트랜지스터를 도시하였지만, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트 전극(G)이 상기 액티브층(A)의 위에 배치되는 탑 게이트(Top gate) 구조를 포함한다. 그 외에, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터(T)는 이중 게이트 구조(Double Gate or Dual Gate) 등과 같이 당업계에 공지된 다양한 구조로 변경될 수 있다.
상기 화소 전극(250)과 상기 공통 전극(260)은 상기 평탄화막(240) 상에 형성되어 있다. 상기 화소 전극(250)은 상기 평탄화막(240)과 상기 패시베이션막(230)에 형성된 콘택홀을 통해서 상기 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(D)과 연결된다. 상기 공통 전극(260)은 상기 화소 전극(250)과 나란히 배열되어 있고, 그에 따라 상기 공통 전극(260)과 상기 화소 전극(250) 사이의 수평 전계에 의해서 상기 액정층(400)의 배열 상태가 조절될 수 있다.
도 3에는 상기 화소 전극(250)과 상기 공통 전극(260)이 동일한 층에 형성된 모습을 도시하였지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 양자는 서로 상이한 층에 형성될 수도 있다.
특히, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 수평 전계에 의해서 액정층(400)의 배열 상태가 조절되는 IPS(In-plane switching) 모드 및 FFS(Fringe Field Switching) 모드 뿐만 아니라 수직 전계에 의해서 액정층(300)의 배열 상태가 조절되는 TN(Twisted Nematic) 모드 및 VA(Vertical Alignment) 모드 등 당업계에 공지된 다양한 모드로 적용될 수 있으며, 그에 따라, 상기 공통 전극(260)과 상기 화소 전극(250)의 형성 위치 및 모습 등은 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, FFS 모드의 경우에는 상기 공통 전극(260)이 상기 패시베이션막(230)과 상기 평탄화막(240) 사이에 형성될 수 있고, TN 모드의 경우에는 상기 공통 전극(260)이 상기 제1 기판(100) 상의 오버 코트층(160) 위치에 형성되고 상기 오버 코트층(160)은 생략될 수 있다.
상기 제2 배향막(280)은 상기 화소 전극(250)과 상기 공통 전극(260) 상에 형성되어 상기 액정층(400)의 초기 배향방향을 결정한다. 상기 제2 배향막(280)의 배향방향은 전술한 제1 배향막(180)의 배향방향과 수직을 이룰 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 배향막(280)은 전술한 제1 배향막(180)과 마찬가지로 폴리이미드를 포함하여 이루어지며, 러빙 배향 공정으로 형성될 수도 있고 UV 배향 공정으로 형성될 수도 있다. 따라서, 상기 제2 배향막(280)의 상면에 아미드산의 COOH 작용기가 함유되어 있을 수 있고, 상기 COOH 작용기와 더불어 전술한 화학식 2로 표현되는 말레이미드 작용기가 함유되어 있을 수도 있다.
상기 액정층(300)은 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 사이에 형성되어 있다. 상기 제1 배향막(180)과 상기 제2 배향막(280)이 UV 배향 공정으로 형성된 경우에는 상기 액정층(300)이 네거티브(negative) 액정으로 이루어질 수 있지만 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 네거티브 액정은 유전율 이방성(△ε=ε∥ - ε⊥)이 음(-)의 값을 가지는 액정이다. 상기 네거티브 액정은 유전율 이방성이 양인 액정인 포지티브(positive) 액정에 비해 투과율이나 휘도 측면에서 유리할 수 있다.
상기 씰런트(400)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 사이에 형성되어 있다. 상기 씰런트(400)는 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200)의 가장 자리 영역에 형성되어 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 사이를 접착시킨다. 이와 같은 씰런트(400)는 상기 제1 배향막(180) 및 상기 제2 배향막(280) 중에서 적어도 하나의 배향막과 접촉하고 있으며 특히 접촉하고 있는 배향막과 화학 결합을 하고 있다. 도면에는 상기 씰런트(400)가 상기 제1 배향막(180) 및 상기 제2 배향막(280) 모두와 접촉하는 모습을 도시하였지만 상기 제1 배향막(180)과 상기 제2 배향막(280) 중에서 어느 하나의 배향막과만 접촉하여 화학 결합을 하는 것도 가능하다.
상기 씰런트(400)는 씰런트 경화 시의 UV 조사에 의해서 상기 제1 배향막(180) 및 상기 제2 배향막(280) 내에 함유된 말레이미드 작용기와 화학 결합할 수 있는 전술한 화학식 1로 표현되는 디엔 화합물을 포함하고 있다. 따라서, 상기 씰런트(400)와 상기 제1 배향막(180)의 접촉면 또는 상기 씰런트(400)와 상기 제2 배향막(280)의 접촉면은 전술한 반응식 1에 의해 생성된 화학식 3으로 표현되는 화합물을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 배향막(180) 및 상기 제2 배향막(280)은 이미 배향방향이 결정되어 있기 때문에 상기 씰런트 경화 시의 UV 조사에 의해서 상기 제1 배향막(180) 및 상기 제2 배향막(280)의 배향방향이 변경되지 않는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제1 배향막(180) 및 상기 제2 배향막(280)을 구성하는 화합물은 상기 씰런트 경화 시의 UV의 파장 범위에서 화학 결합이 깨지지 않는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 상기 제1 배향막(180) 및 상기 제2 배향막(280)을 구성하는 화합물은 상기 씰런트 경화 시의 UV의 파장 범위와 중첩되지 않는 UV의 파장 범위에서 배향방향이 결정되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 씰런트(400)는 상기 제1 배향막(180) 및 상기 제2 배향막(280) 내에 함유된 아미드산의 COOH 작용기와 화학 결합할 수 있는 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 씰런트(400)와 상기 제1 배향막(180)의 접촉면 또는 상기 씰런트(400)와 상기 제2 배향막의 접촉면은 COOH 작용기와 에폭시기가 반응하여 생성된 COO 결합을 포함할 수 있다. 다만, UV 배향 공정으로 상기 제1 배향막(180) 및 상기 제2 배향막(280)을 형성한 경우 상기 에폭시 수지는 상기 씰런트(400)의 성분에서 생략될 수 있다.
상기 씰런트(400)는 전술한 화학식 1로 표현되는 디엔 화합물과 에폭시 수지 이외에도, 아크릴 레진, 중합 개시제, 결합제(coupling agent), 경화제(hardener), 및 충진제(filler)를 포함할 수 있다.
상기 중합 개시제는 UV 개시제(UV initiator) 및 열 개시제(Heat initiator)를 포함할 수 있다. 상기 UV 개시제 및 열 개시제는 당업계에 공지된 다양한 물질을 이용할 수 있다. 상기 결합제는 실란계 화합물을 이용할 수 있지만 반드시 그에 한정되는 것은 아니고 당업계에 공지된 다양한 물질을 이용할 수 있다. 상기 경화제도 당업계에 공지된 다양한 물질을 이용할 수 있다. 상기 충진제는 실리카 성분을 포함할 수 있지만 반드시 그에 한정되는 것은 아니고 당업계에 공지된 다양한 물질을 이용할 수 있다.
도면에는 상기 씰런트(400)가 제1 기판(100) 상의 오버 코트층(160) 및 제2 기판(200) 상의 평탄화막(240)과 각각 접촉하는 모습을 도시하였지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 예로서, 상기 오버 코트층(160)이 상기 제1 기판(100)의 가장자리 영역까지 연장되지 않고, 그에 따라 상기 씰런트(400)가 제1 기판(100) 상의 차광 패턴(120)과 접촉할 수 있다. 또한, 상기 평탄화막(240)이 상기 제2 기판(200)의 가장자리 영역까지 연장되지 않고, 그에 따라 상기 씰런트(400)가 상기 패시베이션막(230)과 접촉할 수 있다.
도면에서는 상기 씰런트(400)의 일 부분만이 배향막(180,280)과 접촉하는 것으로 도시되었으나. 상기 씰런트(400)의 전체 부분이 배향막(180, 280)과 접촉할 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 제1 기판 200: 제2 기판
180: 제1 배향막 280: 제2 배향막
300: 액정층 400: 씰런트

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비된 액정층;
    상기 액정층의 배향을 위해서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 하나의 기판에 구비된 배향막; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 가장자리에 위치하며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착시키는 씰런트를 포함하여 이루어지고,
    상기 씰런트는 디엔 화합물을 포함하고,
    상기 디엔 화합물은 하기 화학식 1:
    Figure 112020123622068-pat00004

    (위의 화학식 1에서, R1, R2, 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원소, 페닐기, 탄소수 1 내지 9의 알킬기, 탄소수 1 내지 9의 알콕시기, 탄소수 2 내지 4의 비닐기, 및 탄소수 2 내지 4의 아세틸기로 이루어진 그룹에서 선택되고, R4는 페닐기, 탄소수 1 내지 9의 알킬기, 탄소수 1 내지 9의 알콕시기, 탄소수 2 내지 4의 비닐기, 및 탄소수 2 내지 4의 아세틸기로 이루어진 그룹에서 선택됨)
    로 표현되는 화합물을 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비된 액정층;
    상기 액정층의 배향을 위해서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 하나의 기판에 구비된 배향막; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 가장자리에 위치하며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착시키는 씰런트를 포함하여 이루어지고,
    상기 씰런트는 디엔 화합물을 포함하고,
    상기 배향막은 하기 화학식 2:
    Figure 112020123622068-pat00005

    (위의 화학식 2에서, R5는 수소, 할로겐 원소, 페닐기, 탄소수 1 내지 9의 알킬기, 탄소수 1 내지 9의 알콕시기, 탄소수 2 내지 4의 비닐기, 및 탄소수 2 내지 4의 아세틸기로 이루어진 그룹에서 선택되고, R6 및 R7은 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기로 이루어진 군에서 선택됨)
    로 표현되는 화합물을 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비된 액정층;
    상기 액정층의 배향을 위해서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 하나의 기판에 구비된 배향막; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 가장자리에 위치하며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착시키는 씰런트를 포함하여 이루어지고,
    상기 씰런트는 디엔 화합물을 포함하고,
    상기 씰런트와 상기 배향막은 서로 접촉하고 있고, 상기 씰런트와 상기 배향막의 접촉면은 하기 화학식 3:
    Figure 112020123622068-pat00006

    (위의 화학식 3에서, R1, R2, R3, 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원소, 페닐기, 탄소수 1 내지 9의 알킬기, 탄소수 1 내지 9의 알콕시기, 탄소수 2 내지 4의 비닐기, 및 탄소수 2 내지 4의 아세틸기로 이루어진 그룹에서 선택되고, R4는 페닐기, 탄소수 1 내지 9의 알킬기, 탄소수 1 내지 9의 알콕시기, 탄소수 2 내지 4의 비닐기, 및 탄소수 2 내지 4의 아세틸기로 이루어진 그룹에서 선택되고, R6 및 R7은 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기로 이루어진 군에서 선택됨)
    으로 표현되는 화합물을 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디엔 화합물은 UV에 의해 상기 배향막과 화학 결합할 수 있는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배향막을 구성하는 화합물은 상기 UV의 파장 범위에서 화학 결합이 깨지지 않는 액정 표시 장치.
  7. 서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비된 액정층;
    상기 액정층의 배향을 위해서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 하나의 기판에 구비된 말레이미드기를 포함한 배향막; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 가장자리에 위치하며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착시키는 씰런트를 포함하여 이루어지고,
    상기 씰런트는 디엔 화합물을 포함하고,
    상기 씰런트의 디엔 화합물은 제1 파장 범위의 UV에 의해 상기 배향막의 말레이미드기와 화학 결합할 수 있고,
    상기 배향막을 구성하는 화합물은 상기 제1 파장 범위와 중첩되지 않는 제2 파장 범위의 UV에 의해서 배향방향이 결정되는 액정 표시 장치.
  8. 삭제
  9. 서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비된 액정층;
    상기 액정층의 배향을 위해서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 하나의 기판에 구비된 배향막; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 가장자리에 위치하며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착시키는 씰런트를 포함하여 이루어지고,
    상기 씰런트는 디엔 화합물을 포함하고,
    상기 씰런트는 에폭시수지를 더 포함하고, 상기 배향막은 아미드산을 포함하고,
    상기 씰런트와 상기 배향막은 서로 접촉하고 있고, 상기 씰런트와 상기 배향막의 접촉면은 상기 에폭시 수지와 상기 아미드산의 COOH기가 반응하여 생성된 COO결합을 포함하는 액정 표시 장치.
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